地鐵通信光傳輸

王興龍

【摘 要】 地鐵的發(fā)展速度不但代表了一個城市現(xiàn)代化的程度，也代表了一個城市的發(fā)展水平。地鐵的通信技術(shù)水平也直接反映了地鐵現(xiàn)代化、自動化的水平。為確保城市軌道交通系統(tǒng)的安全可靠的高效運行，實際上可以對語音，圖像，數(shù)據(jù) 等相關(guān)信息進行傳輸和操作維護管理，必須建立可靠，獨立的通信網(wǎng)絡(luò)傳輸 地鐵的通 信直接由軌道交通運營管理。它是不可或缺的自動綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，保證乘客安全 列車的快速高效運行。移動通信是保障地鐵在各個方面的安全，提高服務(wù)質(zhì)量，改善交通運輸效率和管理水平的重要手段。特別是由于地鐵是電力牽引，行車速度高，列車密度大的一種交通方式，更不能離開移動通信。本文基于地鐵的通信傳輸系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計了基本的光傳輸網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】 系統(tǒng)設(shè)計 SDH MSTP 通信系統(tǒng)

一.緒論

隨著我國經(jīng)濟實力的增強和城市軌道交通的飛速發(fā)展，城市人口急劇增多。在城市軌道交通線路網(wǎng)絡(luò)之中，穿插著很多復(fù)雜的系統(tǒng)。其中包括：車站建筑、通風(fēng)空調(diào)、車輛系統(tǒng)、供電系統(tǒng)，通信傳輸系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、FAS/BAS、AFC、自動扶梯等 10 個大型系統(tǒng)構(gòu)成。又有多個子系統(tǒng)包含在了每個大型的系統(tǒng)之中。因此，城市軌道交通需要依靠強大的功能來保持系統(tǒng)的正常運行和乘客快速安全的出行。那么為了及時、可靠、有效的上傳各種檢測信息、控制信息及視頻信息，就需要一套強大的傳輸系統(tǒng)。由于可靠性高。帶寬大及低干擾的特點使光傳輸網(wǎng)成為骨干傳輸網(wǎng)的首選。

二.地鐵通信光傳輸組網(wǎng)的理論基礎(chǔ)

2.1光傳輸網(wǎng)的基本原理?？梢蕴峁┩ㄐ艂鬏敺?wù)的實體和其中傳輸過程中的需要使用的邏輯配置組成了網(wǎng) 絡(luò)系統(tǒng)。在不同的地點之間，利用電信號或者光信號通過光纜和微波傳輸網(wǎng)，傳遞用戶 信息的網(wǎng)絡(luò)資源，這種由各種光傳輸設(shè)備組成的實體網(wǎng)絡(luò)，稱為信息傳輸網(wǎng)。在通信網(wǎng)中，傳輸網(wǎng)作為核心一層的存在。

傳輸網(wǎng)作為核心位置的網(wǎng)絡(luò)，可以服務(wù)于各個業(yè)務(wù)網(wǎng)。由于它的位置在各個接入設(shè)備與端局和交換機的交換節(jié)點之間，傳輸網(wǎng)必須要承載著長距離、大容量、高安全性的傳輸業(yè)務(wù)。傳輸網(wǎng)的位置決定了它在通信網(wǎng)之中承上啟下的作用，它承載的業(yè)務(wù)類型豐富多樣，所以傳輸網(wǎng)的好壞決定了一個通信網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量和是否能夠正常開展通信傳輸業(yè)務(wù)。

2.2光傳輸網(wǎng)的基本特性。本次選用光傳輸網(wǎng)作為通信網(wǎng)核心內(nèi)容的主要原因，是光傳輸網(wǎng)在實際應(yīng)用中具有如下的突出優(yōu)點。1、通信容量大，傳輸速率高。通過主要傳輸媒質(zhì)：光纖，傳輸光波。光波的優(yōu)點在于具有1014 HZ 的高頻，相比一般的電磁波的傳輸頻率更高，波長更短。因此在載波通信中，更高的載波頻率代表了更大的信息容量。同時，數(shù)字通信的帶寬了相比與模擬的方式，具有更寬的帶寬，所以傳輸速率更快。 2、中繼距離長，損耗低。隨著光纖材質(zhì)的進一步改良，目前我們使用的光纖材料的損耗值已經(jīng)基本上達到了理論極限，相較其他傳輸媒質(zhì)，損耗都要低得多。若能將石英光纖進一步發(fā)展為非石英光纖，通信的中繼距離可達到幾千千米甚至上萬千米。3、信號串?dāng)_小，具有很強的對抗干擾的能力。由于光波的頻譜相較于一般電磁輻射的頻譜有著非常大的差距，所以電磁輻射很難講頻譜疊加到光信號的頻譜上，也就是說電磁輻射進入光纖的纖芯之內(nèi)，也就很難影響光信號的傳輸。而檢測器只會響應(yīng)一定波段上的光頻，基本不會響應(yīng)電磁波。因此，光傳輸網(wǎng)具有對抗電磁干擾的能力比較好。另外，光纖作為一種絕緣材料，也很難受到雷電等自然因素的影響。這些特點使光傳輸網(wǎng)更加適合使用在電氣化鐵道一類的場景，尤其適合用于城市軌道交通運營的通信傳輸系統(tǒng)中。

三.軌道交通通信光傳輸網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)

光傳輸網(wǎng)本質(zhì)上就是光纖與光器件的結(jié)合，通過平面拓撲模型這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體來定位網(wǎng)絡(luò)分布、互聯(lián)網(wǎng)所載位置和終端用戶，將光傳輸網(wǎng)的基本模型通過拓撲圖來實現(xiàn)。設(shè)計網(wǎng)絡(luò)的平面拓撲模型，是光傳輸網(wǎng)基本設(shè)計的最開始步驟。

3.1 光傳輸網(wǎng)的物理拓撲結(jié)構(gòu)。通信光傳輸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)就是由若干的網(wǎng)元設(shè)備和錯綜復(fù)雜的交叉著的電纜及光纜幾何排列所構(gòu)成的。網(wǎng)絡(luò)是否可以有良好的利用率、可靠性和有效性基本上都是由網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所決定的。通信光傳輸網(wǎng)絡(luò)有如下的幾種基本的物理拓撲結(jié)構(gòu)。 1、鏈狀網(wǎng)絡(luò)拓撲。利用傳輸通道將網(wǎng)元順次連接起來，首端位置和尾端位置不進行連接。這種結(jié)構(gòu)的特點是經(jīng)濟性強，上下行靈活。但是一旦發(fā)生一個節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)故障，就會造成整條線路的失靈，不夠安全可靠。 2、星型網(wǎng)絡(luò)拓撲。這種網(wǎng)絡(luò)需要設(shè)置一個中心節(jié)點，然后將其他的節(jié)點與中心節(jié) 點相連，但是其他節(jié)點互不相連，中心節(jié)點要擔(dān)任 OXC 的功能。這種網(wǎng)絡(luò)非常有利于帶寬分配，同時便于管理，適用于業(yè)務(wù)分配型的網(wǎng)絡(luò)。但是中心位置承載的壓力非常大，一旦出現(xiàn)故障，就會造成全網(wǎng)癱瘓。

3.2 光傳輸網(wǎng)的邏輯拓撲結(jié)構(gòu)。邏輯拓撲反映了網(wǎng)元之間的業(yè)務(wù)量的分布關(guān)系，通過對邏輯拓撲結(jié)構(gòu)的設(shè)計，可以 解決一些業(yè)務(wù)需求與物理設(shè)計在目的和功能上發(fā)生的矛盾，較快的適應(yīng)業(yè)務(wù)中變化的需要，同時還可以有效節(jié)約網(wǎng)絡(luò)資源。邏輯拓撲的結(jié)構(gòu)主要有以下的幾種形式。 1、星型拓撲。這種網(wǎng)絡(luò)分為兩種，其中包括單星型和雙星型兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。單星型具有一個邏輯中心，雙星型具有兩個邏輯中心，其他的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分別與中心相連。雙星型具有更良好的安全性和可靠性，即使一個中心節(jié)點癱瘓也可以繼續(xù)工作，可以適應(yīng)業(yè)務(wù)量較重的網(wǎng)絡(luò)。 2、平衡式拓撲。平衡式的邏輯拓撲結(jié)構(gòu)類似于線形和環(huán)形的物理拓撲結(jié)構(gòu)。在這類結(jié)構(gòu)中，業(yè)務(wù)只能從由光纜接通傳輸?shù)墓?jié)點間能進行通信傳輸。對于沒有物理連接的節(jié)點之間的通信業(yè)務(wù)傳輸，就要通過中間節(jié)點來完成。這種網(wǎng)絡(luò)拓撲的本質(zhì)就是一種點到點的通信方式，因此這種網(wǎng)絡(luò)相較其他全光通信網(wǎng)絡(luò)，靈活性很低。這類的拓撲體系比較單一，僅僅適用于相鄰節(jié)點之間發(fā)生業(yè)務(wù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)。

四.結(jié)論

隨著城市軌道交通的發(fā)展，這種高速、快捷、綠色的出行方式逐漸獲得了現(xiàn)代人的青睞。地鐵通信光傳輸技術(shù)的進步將極大的改善地鐵通信的速度和效率，為安全出行、高效出行提供便利。

【參考文獻】

[1] 劉曉娟，林海香，司徒國強.城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)[M].西南交通大學(xué)出版社，2011：1-92.

[2] 孫桂芝，孫秀英.光傳輸網(wǎng)絡(luò)組件與運行維護[M].機械工業(yè)出版社，2011：2-60.

[3] Simon Haykin，Michael Moher，Inreoduction to Analog and Digital Communications[M].Pubilshing House of Electronics Industry，2007：159-197.

[4] 陳雪.無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[M]. 北京：北京郵電大學(xué)出版社，2006：13-18.

作者簡介：姓名：王興龍 ;出生日期：1990年2月10日;性別：男;民族：布依族;籍貫：貴州省安龍縣;職務(wù)：部員（科員）;學(xué)歷：大學(xué)本科;單位：四川敘大鐵路有限責(zé)任公司